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校园智能安全防控系统建设方案技术白皮书

发表时间:2017-03-29 11:07

一、项目背景

   校园安全事件频发,近年来逐渐更有多发趋势,校园安全形势严峻。校园安全防范管理的主要目标是确保学生、教师和校园财产安全。传统的视频监控只能是一个事后查看的被动工具,目前市场需要监控系统对事件隐患进行主动预警,达到防患未然的目的。将各建筑单位主要出入口、单体内各层重要区域等部署的视频监控升级改造,使其具有智能识别能力,对所辖区域进行实时监控和防范,以达到及时发现诸如烟雾火情、拥挤踩踏、物品偷盗、暴力作案等情况、及时处理突发事件等目的,保障校区安全,实现对全校区整体安全防范的有序化管理。把人员从24小时的监控中解放出来。

   现代化的校园安防管理,需要人防与技防科学地结合。随着现代技术日新月异地发展,安全自动化已成为安全保卫、应急管理、防灾、防盗不可缺少的重要组成。建立多层次、立体化的安全管理体系,防止各种偷盗、火灾、踩踏、暴力破坏等突发事件的发生势在必行。

   建立校园智能安全防控系统最主要的三个目的:一是报警,及时发现警情,提示值班人员按预案进行及时处理;二是取证,提供接警后分析的依据并备案;三是及时发现,第一时间处置,将损失降到最低。

   鼎盛视讯目前拥有全球领先的视频智能识别技术和稳定可靠的安全管控平台,系统可以在环境复杂、恶劣的场景下进行高精准的侦测,可以长时间侦测肉眼不容易察觉的目标,可以在突发事件发生后,第一时间通知给校园管理人员,可以协助校园管理人员高效应对突发事件,可以协同进行系统的决策支持和指挥调度工作。


1.总体建设方案



1.1.系统设计原则


   1.1.1.平台化和组件化

   软件设计遵循平台化、组件化设计,以实现三个统一。即坚持面向数据(以数据为核心)、业务(以业务为基础)、面向用户(以人为本的应用),采用平台化、组件化的设计思想,实现统一的数据交换、统一的接口标准、统一的安全保障。


   1.1.2.先进性和成熟性


   信息技术尤其是软件技术发展迅速,新理念、新体系、新技术迭相推出,这造成了新的、先进的和成熟的技术之间的矛盾。而大规模、全局性的应用系统,其功能和性能要求具有综合性。因此,在设计理念、技术体系、产品选用等方面要求先进性和成熟性的统一,以满足系统在很长的生命周期内能够持续性的可维护和可扩展。

   1.1.3.可靠性与稳定性

   平台应用系统作为安防数据中心、应用中心其重要性不言而喻,为保证系统不间断运行,必须具有极高的可靠性和稳定性。

   1.1.4.标准化与规范化

统一标准和规范是建设电子政务网上系统的最基本要求,是系统与系统之间信息交换、信息共享的前提,系统统一遵循以下标准和规范:

   系统建设必须遵照相关的标准、规范,并符合相关管理办法的要求,符合国家以及本地区颁布的各种信息化和应急管理的规范要求。>

   各系统之间的信息交换采用XML数据交换接口标

   1.1.5.可扩展性

   为了满足不断发展的需要,系统的规模也会由小到大、从简单到复杂。在系统设计时充分考虑未来年的数据扩充;当增加新的业务功能需求时,系统要能够灵活扩展新的应用,而不需改变原有技术架构和系统结构。因此,可扩充性是系统设计中需要着重考虑的因素:

   从设备配置角度来看,软硬件配置要具备可伸缩及动态平滑扩展能力,通过系统框架和相应服务单元的配置,适应业务量的变化,以获得良好的

   系统架构在开放的安全应用支撑体系结构之上,系统易于扩展,通过开发或购买相应的适配器接口,即可整合现有的业务系统、扩建新的系统、集成购买的第三方应用,使得系统

   从功能角度来看,在基于应急应用支撑体系结构之上,系统将易于进行功能扩充,为应急业务提供更多的服务、信息咨询服务、Web/Mail/Tel/SMS等多渠道联系服务;为应急工作人员提供更多的决策支持手段和功能。

   1.1.6.易维护性

   要求维护功能简便、快捷、人机界面友好,尽量减少维护工作,降低维护的难度。

1.2.系统整体架构

   系统具有开放式架构、可无限扩展的平台结构,支持集中式、分布式的管理架构。可在任何地方通过网络访问系统。系统标准体系架构如下图:

图1 系统标准体系架构图

   平台通过智能视频分析技术主动识别街道辖区内发生的异常事件(烟火爆炸,异常行为,目标入侵),自动预警,自动调度,协同周边巡防力量,可用资源,应急预案等,第一时间对事件进行有效响应。系统平战结合,空地一体,构建全方位人机互动的区域智能综合防控网络。

   平台总体由智能预警系统、综合防控系统、集成接入系统组成,各子系统描述如下。

   智能预警系统:对街道辖区中的重点场景进行实时分析,包括烟火烟雾防控、低洼地带水位监测、区域聚众上访等;

   综合防控系统:管理事件整个生命周期(发现、分析、预警、报送、处置、关闭),并维护相关可调度资源、可调度人员、可调度音视频、事件处置预案等信息,收到报警后,系统自动协同,通知相关人员,并把现场信息和辅助决策信息提供给指挥人员。

   集成接入系统:具有良好的兼容性,既支持传统的模拟视频监控系统,也支持日益流行的数字视频监控系统;既可以建设全新的智能视频监控系统,也支持在用户原有的视频监控系统上进行升级改造;既支持通过第三方环境接口与第三方视频监控系统管理软件平台进行集成,也支持移动客户端(手机)应用和桌面应用(台式机)进行随时随处的访问;系统还支持自动消息推送功能,可以让信息第一时间传递给安全责任人。

   1.2.1系统技术架构

图2 整体架构图

   如上图所示,系统对不同来源数据进行统一整合,各系统之间围绕校园事件的处置流程关联在一起,构建校园智能安全防控系统。本系统总体架构采用典型的五层架构设计。包括采集层、数据管理层、通用支撑层、业务应用层和外部接口层五部分。

   采集层层:涉及烟火&烟雾监测、偷盗涂鸦监测、违章停车监测、人群拥挤度监测、异常行为和周界入侵监测等方面,为信息平台有效运转提供支撑和必要条件。

   数据管理层:涉及数据存储策略,数据整合中心按生产区、管理区、分析决策区进行管理,维护采集数据、GIS数据、其它数据,并通过数据整合、清洗、交换,实现信息有效对接。

   通用支撑平台:为信息平台有效对接和业务流程统一,提供技术和数据支撑,包括应用支撑平台(统一用户、统一机构、统一编码、统一认证、统一流程、报表引擎、短信服务)、视频监控平台、GIS平台、移动应用平台等功能。

   业务应用层:实现主业务系统和子业务系统的有效整合,通过统一的工作桌面进行综合展示。本次规划建设智能预警、综合值守、巡更调度、应急指挥、资源保障、应急预案和数据分析等七个部分。

   外部接口层:信息平台提供WEB接入、移动终端接入、数据服务接口和统一身份认证的管理。

   1.2.2系统技术路线

   系统设计基于先进的多层架构模型和SOAService-Oriented Architecture)架构模型。多层架构可以搭建松散耦合、易于复用、可扩展性强的应用,除了方便软件开发的组织和实施外,亦便于日后系统的维护和扩展。而SOA架构模型则可以更好地满足系统的组件化、互操作、模块化、可伸缩等特性,实现当前或今后应急信息化建设中更多的资产重用,快速响应业务需求变化,SOA架构具有的规范统一性和高度的开放性可以保证本系统建设的兼容性。

   系统是建立在Java 语言所提供的强大功能的基础上开发的。Java 是一种简单的、面向对象的、分布式的、结构中立的、安全的、可移植的、性能优异的、多线程的、动态的开发语言,适合构建基于网络计算的企业应用。由于Java 的平台无关性,使得平台可以运行在不同硬件平台、不同操作系统平台上。基于该平台所开发的应用软件采用Browser/Server(浏览器/服务器)的方式来运行。B/S 的运行方式最大限度地方便了用户部署和维护大型软件系统,保证了瘦客户机运行,从而大大降低了用户目标系统的总体拥有成本(TCO)。

二.应用系统建设

2.1.综合值守系统

   值守工作台融多功能为一体,为用户提供一站式的操作体验,使系统更简单、更实用、更快捷。工作台功能主要涵盖预警接报、事件管理、通讯联络、今日值班、监控定位、视频摘要、登记报送、进展反馈、过程汇总、事件关闭、每周统计。

图3 值守工作


   2.1.1.预警接报

   智能预警系统的报警(人群拥挤、烟火等)通过智能分析服务平台进行汇聚,并和应急指挥系统进行有机融合。当报警发生时,应急平台能第一时间收到相应的报警信息,包括报警发生的时间、地点、报警描述、现场的图片、语音信息、报警类型和视频摘要等。值班人员研判报警信息,对于有效报警,可以通过应急平台转发给相关人员。

   2.1.2.事件管理

   接收来自不同渠道的事件报警信息(视频分析、语音报警、人工拍传),分析报警级别,自动通知转发,并对事件进行定位。统一管理事件生命周期(发现、分析、预警、报送、处置、关闭)。可以查看事件的基础描述、现场图片、视频、语音等信息。

   2.1.3.视频摘要

   系统对预警事件,自动保存预警前一段时间和后一段时间的实况记录,用户可以在收到预警时查阅该信息。

   2.1.4.人员管理

   对校园人员基本信息、通讯信息和通讯配置进行维护,实现预警事件自动通知报送功能。

   2.1.5.通讯联络

   对人员基本信息、所在部门、通讯信息等进行查询和展示,方便相关人员联系调度。

   2.1.6.今日值班

   系统自动展示当前值班领导、值班人员信息,供相关人员查阅。

   2.1.7.值班安排

   值班安排包括值班表生成,值班设置和节假日设置。

   1)值班表生成:系统默认自动每月底自动生成下个月的值班表,用户可以根据单位值班情况进行值班人员的定制。当发生预警通知时,系统自动通知当天的值班人员。

   2)值班设置:系统值班支持不同的模式和有效期,可以为单位设置全班制、两班制和三班制,可以设定值班表自动生成或者手动生成等,系统根据用户的设置自动按要求生成值班表信息。

   3)节假日设置:系统支持节假日排班,可以针对不同的节假日选择值班模式,系统在生成值班表时,根据设置自动识别节假日,并生成符合要求的值班信息。

   2.1.8.值班日志

   日常值班内容通过日志进行记录,方便每天工作情况的备查。系统对值班日志提供增加、修改、删除、查询和浏览的操作。

   2.1.9.监控定位

   系统接报事件后,自动以事件为中心,查询展示周边监控点位,用户可以接入当前监控的视频影像进行查阅。

   2.1.10.登记报送

   通过非自动化渠道报送过来的事件,值班人员也可以通过手工录入的方式,对事件进行通知报送。

   2.1.11.进展反馈

   事件的处理过程中,用户可以报送事件的处置情况,可以传递音频、视频、图片等信息。

   2.1.12.过程汇总

   系统自动记录事件处置过程,并在事件处置完成时,对事件进行整理,用户可以回放事件整个过程信息。

   2.1.13.事件关闭

   处置完成的事件,用户可以关闭,可以录入处置措施等信息。

   2.1.14.每周统计

   系统自动计算不同区域一定时间内,接报的事件类型和和事件数量的变化趋势。

2.2.智能预警系统

   系统通过利用现有高清摄像机,并在后台接入智能视频分析平台,对指定区域的烟火烟雾、客流密度、涂鸦偷盗、周界入侵等进行实时侦测,当系统发现异常时,自动向综合值守系统进行预警。本方案中配置的视频分析功能,可设置多个防区,支持日程设置功能、事件回放功能和高级 NAMS系统。

   多防区设置:系统可以在一个视频分析区域设置1~10个防区,进行分别侦测,不同防区数据产生的报警,系统第一时间回传给安全防控平台。

   日程设置功能:系统可以根据需要设置日程,可以针对不同时段设置不同的侦测参数,不同参数可以影响系统的侦测准确率,由于白天和夜晚、早晨、中午、晚上等光线不同,会在一定程度上影响视频侦测的准确度,这方面可以通过日程设置功能进行处理。

   事件回放功能:系统可对发生预警那一刻的视频进行记录,可以向前追溯指定时间和向后延长的视频录像,并通过应急平台播放出来。

   高级误报率最小化系统:针对容易导致误警的环境因素,如光照、天气变化以及树枝摇曳等研发的算法系统,可以有效降低外界噪音的影响,并具有国际领先水平。

   2.2.1.烟火&烟雾预警

   在重点防区,采用光谱(可见光/热成像)摄像机和视频分析技术,对浓烟或者烟火进行探测,快速有效地发现这些隐火并且可以准确判定火灾的地点和范围,透过烟雾发现着火点,做到早知道早预防,早扑灭。

   2.2.2.客流拥挤预警

   系统可以实时侦测特定区域的客流密度和人员数量,对于突发的人群聚集,超过设置的阈值时,系统自动发出预警。

   2.2.3.偷盗涂鸦预警

   系统可以实时侦测校园重要物品偷盗和涂鸦的问题,如果发现重要物品不在,或者被画上涂鸦文字,都会实时报警,通知校园管理人员处理。

   2.2.4.周界入侵预警

   系统可以在特定区域划定禁足区,也可以根据时间设定禁足区,当有非法进入人员时,系统自动发出报警,通知校园管理人员处理。系统划分入侵的区域可以有方向性,可以指定特定方向的入侵才发生报警。

   2.2.5.行为异常预警

   系统在侦测区域设定异常行为检测,比如夜晚有人徘徊、突然的跌倒等,可以为校园安保人员发出提醒。

   2.2.6.监控健康预警

   系统可以侦测监控的是否正常,如果发生异常,可以发出预警。

2.3.指挥调度系统

   方便校园管理人员随时查看校园巡防人员、车辆、监控等当前所处位置,并可以检索一段时间内,特定人员或者车辆的行动轨迹。可以对特定人员、车辆进行语音对讲,也可以对选定群组成员进行集群通讯。

调度界面1

   2.3.1.车辆调度

   系统接入车载对讲终端GPS信息,在地图上实时跟踪车辆运行信息。点击车辆图标,可以对车辆进行单呼调度,也可以选择一组车辆,对车辆进行群呼调度。当有突发事件发生时,系统自动以事件发生地点为中心坐标,查找周边最近的若干车辆,系统同时支持自定义的范围查询。

   2.3.2.监控调度

   系统维护外场监控设备信息,可以通过地图展示外场监控的位置,用户点击地图上监控图标时,可以接入监控的实时的视频信息。

   2.3.3.巡更调度

   当有突发事件发生时,系统自动以事件发生地点为中心坐标,查找周边最近的的安保人员信息,可以对安保人员进行单呼调度,也可以选择一组人员,进行群呼调度。系统同时支持自定义的范围查询。

   2.3.4.物资调度

   当有突发事件发生时,用户可以查找校园的储备物资信息,可以对物资进行调度管理。

2.4.应急预案系统

   应急预案系统就是应用计算机技术和网络技术,根据突发事件处置过程,在事态发展即时信息的基础上,形成全面、具体、针对性强的、直观高效的应急预案,使预案的制定达到规范化、可视化水平。应急预案系统是应急处置系统的核心,同时需要和众多现有系统进行交互,主要是辅助领导决策。

   2.4.1.预案模版

   针对不同类型的预案,定制不同的模版,并可以对模版信息和预案章节进行基础维护,包括新增、修改、删除和查询操作。

   2.4.2.基础预案

   系统维护预案基础信息和状态信息,包括预案的编制、发布、修订、报备、查询、浏览等,对预案进行统一管理。

   2.4.3.预案分解

   系统对文本形式的预案进行结构化分解,将关键要素进行提炼,在应对突发事件时,可以通过系统有效匹配预案和关键内容的快速检索,为管理者提供第一手决策资料。

   2.4.4.预案关联

   系统对突发事件中需要用到的资源信息等进行预定义关联,为指挥调度提供参考依据。

2.5.资源保障系统

   统一管理校园内应急资源信息,掌握辖区应急资源的分布情况,在应对突发事件时,可以方便调度。主要包括物资管理、车辆管理、外场监控、救援队伍管理。

   2.5.1.物资管理

   统一维护和管理校园的储备物资信息,可对物资信息进行分类检索、新增物资记录、修改物资记录和删除物资记录。物资内容包括物资类别、物资编号、物资名称、库存数量、物资用途、存放位置等。

   2.5.2.车辆管理

   系统对校园内的车辆进行管理,包括维护车辆基础信息、车牌号、关联的司机信息、车辆的实时位置信息等,可以对车辆记录进行增加、修改、删除和查询操作。

   2.5.3.监控管理

   统一维护和管理外场视频监控信息,可对监控信息进行分类检索、新增监控记录、修改监控记录和删除监控记录。外场监控内容包括监控编号、监控地点、监控用途等信息。

   2.5.4.救援队伍

   统一维护和管理校园救援队伍信息,可对队伍信息进行分类检索、新增队伍记录、修改队伍记录和删除队伍记录。救援队伍内容包括队伍类别、队伍名称、队伍人数、拥有装备、驻扎位置等。

2.6.数据分析系统

   系统对一定区域、一定时间的事件接报情况、完成情况、变化趋势、客流量情况等进行统计分析,并生成统计报表,做为决策依据,供相关人员查阅。

2.7.移动协同系统

   为方便用户使用系统,平台提供了手机应用版,用户可以通过手机接报事件、处置事件、关闭事件,可以定位人员、语音通讯、查找资源、查看报表等。

   2.7.1.事件桌面

   系统对校园内可疑事件进行自动接报,用户可以查看事件基本信息、现场视频/图片信息、反馈事件处置进度,对事件进行全过程跟踪。

   2.7.2.通讯联络

   查看校园管理人员的通讯信息,对每一个选定的人员,可以直接拨打电话或进行视频通讯。

   2.7.3.每日值班

   查看监狱管理人员值班表信息,包括当日的值班领导、值班人员等信息。

   2.7.4.人员定位

   系统自动定位校园管理人员或车辆位置,方便用户随时进行巡更检查。

   2.7.5.资源查找

   可以检索校园设施资源,比如校车、储备物资、应急装备等,并查看相关基础信息。

   2.7.6.统计分析

   对一定区域、一定时间的事件接报情况、处置情况、变化趋势等进行统计分析,并生成统计报表,做为决策依据,供相关人员查阅。

   2.7.7.系统设置

   可以进行登录、退出、修改用户密码、修改通知提示等信息。

2.8.应用支撑系统

   应用支撑平台包括用户、角色、权限、模块、数据字典、组织机构、日志、基础数据等的维护和配置功能,为整个应用系统做基础的支撑。

   2.8.1.基础配置

   数据字典管理:对系统中的字典项和字典值进行管理;

   组织机构管理:对吴忠市组织机构进行管理;

   机构人员管理:对吴忠市应急机构中的人员进行管理;

   上下文配置管理:为了保持系统的高可扩展性,系统采用上下文配置对不同子系统进行管理;

   2.8.2.应用注册

   系统管理:对平台的系统进行管理;

   应用注册:对不同系统的不同应用进行注册管理;

   模块管理:对不同应用的不同模块进行管理维护;

   资源类别管理:对系统允许的资源类别进行管理;

   2.8.3.系统权

   用户管理:对系统用户基本信息进行管理;

   角色管理:对系统角色信息进行管理,用户可以分配不同角色;

   权限管理:为角色分配权限,进行用户授权控权管理;

三.定制化系统集成

   3.1.集成GIS系统

   平台可以对第三方对地理信息系统(GIS)进行集成,并进行二次开发,满足应急决策分析和处置调度需求。

   3.2.集成GPS定位系统

   平台可以集成GPS定位系统,实现校园安全管理中,对gps实时采集的车量位置信息进行采集、保存和综合展现。

   3.3.集成视频监控系统

   平台可以集成校园视频监控系统,安全防控平台对发生报警的视频进行实时接入和对报警时刻的视频摘要进行截取,方便用户调阅实况信息。

   3.4.集成音视频调度系统

   平台可以集成是视频通讯系统,通过集成音视频调度系统,校园安防平台可以对车辆、人员进行调度通讯,支持单呼和群呼功能。

   3.5.集其它第三方系统

   平台设计可以接入任何第三方系统,也可以为第三方系统提供接口,方便整合。

四.方案特色

4.1.智能化管控

   平台通过监控视频和多种传感设备自动分析、识别异常事件和管控人群,发现问题,自动预警,弥补校园管理中警务监督不能二十四小时值守的不足。

   1)误警率最小化系统(Nuisance Alarm Minimum System):

   针对容易导致误警的环境因素,如光照、天气变化以及树枝摇曳等研发的算法系统。                          

   2)区分不同物体外形:

   如果需要忽略人而专注目标车辆,或者专注于人而忽略小动物。这个功能可以做到。

   3)日程调度能力:

   预置摄像头的运行时间和参数,达到在不同的时间或地点实现不同的功能等。

   4)有能力和任何CCTV系统接口

   系统不强迫使用任何其它品牌的产品,它是一个灵活的、开放式和标准的平台。

   5)三维分析,让单个摄像头理解透视图

   人在观测物体的时候,双眼能达到到“透视图”效果。CCTV系统通过使用多摄像机可以得到这种效果。IQ系列产品只使用一个摄像头即能实现。

   6)基于报警事件录像

   记录发生报警的事件前后,用户能自由设定报警事件的细节,以便回查。可设定长时间记录报警事件发生的前后。这样,不仅能知道包裹是什么时候遗留的,还能知道是谁、在什么时候做的包裹遗留事件。

   7)摄像头健康状态侦测

   当摄像头损坏、被遮挡,或者由于环境(如雾,暴雨等)因素造成的识别能力下降时,平台仍然会持续侦测,但会发出报警提示摄像头问题。

   8)能以移动通信或者无线通信的方式进入监控系统
   能在任何地点设置系统,通过无线网络能访问系统的任何组成部分,包括使用无线因特网连接的远程监视器。如果使用笔记本电脑运行视频分析软件,系统就完全成为一个移动系统。

4.2.扁平化管理

   平台预警信息,根据预设规则第一时间通知给各职级的管理人员,共享现场和处置信息,弥补了事件不分大小轻重层层上报,漏报、瞒报和流转不及时带来的弊端。

4.3.系统化决策

   平台采集现场的信息,并以不同形式(现场图片、音频、视频、文字),第一时间传递给决策者,同时汇聚预案知识、资源分布、力量部署、风险状态和空间分析于一体,让决策者掌控全局.

4.4.一体化调度

   平台融合多种系统,汇聚多维信息。统一管理事件生命周期(发现、分析、预警、报送、处置、关闭),统一维护校园基础资源、重点防护部位和空间资源, 统一监管风险隐患、协调决策、联防联动,构建大联动统一工作模式。

五.方案优势

5.1.一体化优势

   鼎盛视讯为校园安全提供一体化的解决方案,系统功能不但涉及智能视频识别,还涵盖事件管理、决策支持、协同调度和应急指挥等业务领域。让用户真正享受一站式服务。

5.2.技术优势

   视频分析算法采用了国际领先的高级动态侦测、静态侦测和格网嗅探技术,将环境干扰降至最低,对误报进行最小化处理;可以侦测肉眼看不见的微小目标,也可以在复杂拥挤环境下对目标进行长时间侦测(超过10分钟,其它公司仅为30秒),这些都是行业其它公司做不到的。

5.3.成本优势

   我们采用视频抽帧分析,使得单台标配服务器可以支持30~40路分析(行业对手一般为5路左右),极大降低硬件采购成本;系统在特定区域可以主动侦测,部分能力可以替代人工,降低长期的人员成本;在操作系统、数据库、应用服务器等与开源社区合作,使环境软件采购成本为零。

5.4.实施风险小

   目前我们已经形成了一套经过实践和优化了的平台系统,系统原型也都是标准化的,可以支持定制开发,不但能大幅缩短实施周期,还能保证更好的项目质量。

5.5.建设模式灵活

   我们为用户提供了灵活的建设方式,包括一次型建设、PPP模式、购买服务模式,可以满足有不同功能需求的用户。除此之外,我公司建有公共云服务平台—“云盾”系统,为校园提供一体化的安全防控服务。

北京中天鼎盛视讯科技有限公司
2017.01


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